选择性必修1化学平衡的移动精品同步训练题
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1.下列叙述中说明某化学平衡一定发生移动的是( )
A.混合体系中气体密度发生变化
B.正、逆反应速率改变
C.混合物中各组分的浓度改变
D.反应物的转化率改变
[答案] D
[解析] 对于反应前后气体体积相等的反应来说,增大压强,气体的密度增大,平衡不移动,A错误;对于反应前后气体体积不变的反应,增大压强反应速率增大,但平衡不发生变化,B错误;对于反应前后气体体积相等的反应来说,增大体系的体积,体系各组分的物质的量浓度减小,平衡不移动,C错误;反应物的转化率发生变化,说明物质的量一定在变化,化学平衡一定发生移动,D正确。
2.已知反应:2NO2(g)N2O4(g),把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用弹簧夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水里,把烧瓶B放入冰水里,如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是( )
热水 冰水 常温
A.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B.上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大
C.上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D.反应2NO2(g)N2O4(g)的逆反应为放热反应
[答案] D
[解析] 升高温度,正、逆反应速率都增大,A项正确;B烧瓶内气体颜色变浅,说明平衡向生成N2O4的方向移动,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大,B项正确;容器的容积不变,混合气体的质量不变,A、B烧瓶内气体密度都不变,C项正确;放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深,放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,降低温度平衡向生成N2O4的方向移动,故反应2NO2(g)N2O4(g)的正反应为放热反应,D项错误。
3.利用反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.8 kJ·ml-1,可净化汽车尾气,如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是( )
A.降低温度
B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2
D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
[答案] B
[解析] A项,降温,平衡右移,NO的转化率提高,但反应速率降低,A错;B项,增大压强,平衡右移,NO的转化率提高,加入催化剂,可大幅度加快反应速率,B对;C项,升温,充入N2平衡左移,NO的转化率降低,C错;D项,移走CO2和N2,平衡右移,但反应速率降低,D错。
4.下列事实能用勒夏特列原理解释的是( )
A.加入催化剂有利于合成氨的反应
B.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深
C.500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应
D.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
[答案] D
[解析] A、B两项,改变条件平衡均不移动,不能用勒夏特列原理解释;C项,根据勒夏特列原理,温度越低,NH3%越高,采取500 ℃,主要考虑催化剂的活性和反应速率问题;D项,将混合气体中的氨液化,相当于减小了生成物的浓度,平衡正向移动,有利于合成氨反应。
5.下列事实中,能用勒夏特列原理来解释的是( )
A.燃烧粉碎的黄铁矿矿石有利于SO2的生成
B.鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3
C.工业上大多数反应使用了催化剂
D.500 ℃左右比室温更利于合成氨的反应
[答案] B
[解析] A项是从增大反应物接触面积加快反应速率考虑的,与平衡无关,不符合题意;B项是从增大反应物浓度有利于平衡向右移动考虑的,符合题意;C项是从使用催化剂一般能加快反应速率考虑的,与平衡无关,不符合题意;D项是从高温能加快反应速率考虑的,但反应物的转化率下降,不利于合成氨反应,不符合题意。
6.在一定条件下,工业制取SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,下列能使平衡向正反应方向移动的是( )
A.加入催化剂 B.升温
C.减小压强 D.加入一定量的O2
[答案] D
[解析] 催化剂仅能改变反应速率,不能引起平衡移动;升温或减小压强平衡向逆反应方向移动;增大O2的浓度,平衡向正反应方向移动。
7.在水溶液中存在反应:Ag+(aq)+Fe2+(aq)Ag(s)+Fe3+(aq) ΔH<0,达到平衡后,为使平衡体系中析出更多的银,可采取的措施是( )
A.升高温度 B.加水稀释
C.增大Fe2+的浓度 D.常温下加压
[答案] C
[解析] 正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,A错误;加水稀释,平衡向离子数目增多的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,B错误;增大Fe2+的浓度,平衡向正反应方向移动,C正确;常温下加压对水溶液中的平衡移动几乎无影响,D错误。
8.在某温度下,反应ClF(g)+F2(g)ClF3(g) ΔH=+268 kJ·ml-1,在密闭容器中达到平衡,下列说法中正确的是( )
A.升高温度,平衡常数不变,平衡向正反应方向移动
B.升高温度,平衡常数减小
C.升高温度,平衡向正反应方向移动,F2的转化率增大
D.降低温度,ClF3的产率增大
[答案] C
[解析] 因为ΔH>0,升高温度,平衡常数增大,平衡向正反应方向移动,降低温度平衡向逆反应方向移动。
9.对处于化学平衡状态的体系,由化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.改变压强,化学反应速率一定改变,平衡一定移动
[答案] B
[解析] 如果正、逆反应速率改变的幅度一样大,则平衡不移动,A项错;化学平衡发生移动,则化学反应速率一定改变,B项对;反应进行的程度与化学反应速率无关,C项错;改变压强,化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器容积不变的反应体系中充入不参与反应的气体),平衡也不一定移动,D项错。
10.在一定条件下,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是( )
A.v(SO2)增大
B.v(SO3)减小
C.O2的百分含量发生变化
D.SO3的质量不变
[答案] C
[解析] 正、逆反应速率同等倍数的增大或减小,平衡不移动;O2的百分含量发生变化,化学平衡一定发生移动;SO3的质量不变,平衡不移动。
11.某温度下,体积一定的密闭容器中发生如下可逆反应:2X(g)+Y(s)3Z(g) ΔH=Q kJ·
ml-1,下列说法正确的是( )
A.消耗2 ml X同时生成3 ml Z,说明反应达到了平衡状态
B.加入少量Y,正反应速率加快
C.气体的密度不变时,说明反应达到了平衡状态
D.加入少量X,Q变大
[答案] C
[解析] 根据化学方程式可知,不管反应是否达到平衡,每消耗2 ml X同时都会生成3 ml Z,A错误;Y为固体,固体的浓度可视为常数,故加入少量Y后,正、逆反应速率均不变,B错误;随着反应的进行,气体的质量发生变化,气体的密度也一直变化,当气体的密度不变时,说明反应达到了平衡状态,C正确;改变反应物浓度不影响ΔH,故加入少量X后Q不变,D错误。
12.实验室配制碘水时,通常将I2溶于KI溶液:I2(aq)+I-(aq)Ieq \\al(-,3)(aq)。关于该溶液,下列说法正确的是( )
A.KI的电子式为
B.滴入淀粉溶液,不变蓝
C.加水稀释,平衡逆向移动
D.加少量AgNO3固体,平衡正向移动
[答案] C
[解析] KI是离子化合物,电子式为,A错误;该溶液中存在I2,滴入淀粉溶液,变蓝,B错误;加少量AgNO3固体,Ag+与I-生成沉淀,I-浓度下降,平衡逆向移动,D错误。
13.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④ B.①④⑥
C.②③⑤ D.③⑤⑥
[答案] B
[解析] 本题考查外界因素对化学平衡移动的影响,从不同层面考查勒夏特列原理的应用。该反应为吸热反应,升温则平衡正向移动,反应物转化率提高,①正确;恒容时,通入惰性气体,反应物与生成物浓度不变,平衡不移动,②错误;增加CO浓度,平衡逆向移动,反应物转化率降低,③错误;该反应正反应为气体分子数增大的反应,减压时平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高,④正确;催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡状态,⑤错误;恒压时,通入惰性气体,容器体积增大,反应物与生成物浓度降低,平衡向气体增加的方向移动,即向正反应方向移动,反应物转化率提高,⑥正确。
14.将5 mL 0.005 ml·L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 ml·L-1 KSCN溶液混合,达到平衡后呈红色,再将混合液分为5份,分别进行如下实验:
试管①:滴加4滴水,振荡
试管②:滴加4滴饱和FeCl3溶液,振荡
试管③:滴加4滴1 ml·L-1 KCl溶液,振荡
试管④:滴加4滴1 ml·L-1 KSCN溶液,振荡
试管⑤:滴加4滴1 ml·L-1 NaOH溶液,振荡
下列说法不正确的是( )
A.对比试管①和②,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动
B.对比试管①和③,为了证明增大反应物浓度,平衡逆向移动
C.对比试管①和④,为了证明增大反应物浓度,平衡正向移动
D.对比试管①和⑤,为了证明减小反应物浓度,平衡逆向移动
[答案] B
[解析] 试管②与①对比,只改变了Fe3+的浓度,A正确;FeCl3溶液和KSCN溶液反应的本质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,改变钾离子或氯离子的浓度对平衡没有影响,B错误;试管④与①对比,只改变了反应物SCN-的浓度,C正确;在原平衡体系中加入NaOH溶液,Fe3+与之反应生成Fe(OH)3沉淀,溶液中Fe3+的浓度减小,D正确。
15.在一恒容密闭容器中,反应:A(g)+B(g)C(g)达到平衡,若增大A的浓度,使平衡右移,并达到新的平衡,下列说法正确的是( )
A.A的浓度一定比原平衡小
B.A的转化率增大
C.C的体积分数一定大于原平衡C的体积分数
D.B的转化率一定增大
[答案] D
[解析] 增大A的浓度,尽管平衡右移,但加入的A不可能全部转化,平衡的移动只是一个减弱的过程,平衡时A的浓度一定比原平衡大;增大A的浓度,A的转化率减小,而同为反应物的B的转化率增大;因为A的总量在增大,所以C的体积分数不一定增大。
16.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应:mX(g)nY(g) ΔH=Q kJ·ml-1。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示:
下列说法正确的是( )
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减小
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
[答案] C
[解析] 由表知,体积不变升高温度,c(Y)增大,平衡右移,因升高温度,平衡向吸热反应方向移动,说明正反应为吸热反应,Q>0,B、D错;温度不变,容器体积增大,即由1 L变为2 L,若平衡不移动,此时c(Y)应减小为原来一半,现c(Y)比原来的一半大,即减压,平衡向右移动,向气体体积增大的方向移动,所以m
(1)对于反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为________(填字母,下同),平衡________________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”,下同)移动。
(2)对于反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g),t1时刻增大容器体积,其图像为________,平衡__________________移动。
(3)对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g),t1时刻缩小容器体积,其图像为________,平衡__________移动。
[答案] (1)D 向正反应方向 (2)C 向正反应方向 (3)A 不
18.在具有活塞的密闭容器中,一定温度下的可逆反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)已达到平衡。将活塞外拉,则:
(1)容器内颜色________。
(2)容器内压强________。
(3)逆反应速率________。
(4)混合气体平均相对分子质量________。
[答案] (1)变浅 (2)变小 (3)变小 (4)不变
19.已知反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当反应达到平衡后,改变压强,其反应速率的变化曲线分别如图所示。
① ② ③
回答下列问题:
(1)①表示改变压强的方式是__________________压强,化学平衡________________移动,m+n______________________p+q。
(2)②表示改变压强的方式是________________压强,化学平衡________移动,m+n________p+q。
(3)③表示改变压强的方式是________________压强,化学平衡________移动,m+n________p+q。
[答案] (1)增大 逆向 <
(2)减小 正向 <
(3)减小 不 =
[解析] (1)图像①改变压强后,v′正、v′逆都增大,故改变压强的方式是增大压强;v′正小于v′逆,平衡向逆反应方向移动;增大压强向气体体积减小的方向移动,故逆反应方向是气体体积减小的方向,即m+n<p+q。
(2)图像②改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正大于v′逆,平衡向正反应方向移动;减小压强向气体体积增大的方向移动,故正反应方向是气体体积增加的方向,即m+n<p+q。
(3)图像③改变压强后,v′正、v′逆都减小,故改变压强的方式是减小压强;v′正、v′逆同等倍数的减小,化学平衡不移动,气体体积反应前后相等,即m+n=p+q。
1.对处于化学平衡的体系,以化学平衡与化学反应速率的关系可知,下列说法正确的是( )
A.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
B.由于某一条件的改变,使正、逆反应速率不再相等,平衡一定发生移动
C.当正反应速率大于逆反应速率时,平衡向逆反应方向移动
D.增大体系压强,化学反应速率加快,化学平衡一定正向移动
[答案] B
[解析] 反应进行的程度与反应速率没有直接的关系,选项A错误;当v正>v逆时,平衡向正反应方向移动,选项C错误;增大压强,对有气体参加的反应来说,化学反应速率加快,但平衡向气体总体积减小的方向移动,若反应前后气体总体积不变,平衡则不发生移动,D项错误。
2.某温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=57.0,现向此温度下的真空容器中充入0.2 ml·L-1 H2(g)、0.5 ml·L-1 I2(g)及0.3 ml·L-1 HI(g),则下列说法中正确的是( )
A.反应正好达到平衡
B.反应向左进行
C.反应向某方向进行一段时间后K<57.0
D.反应向某方向进行一段时间后c(H2)<0.2 ml·L-1
[答案] D
[解析] Qc= eq \f((0.3 ml·L-1)2,0.2 ml·L-1×0.5 ml·L-1)=0.9,故Qc
A.正反应是放热反应B.D可能是气体
C.逆反应是放热反应 D.A、B、C、D均为气体
[答案] A
[解析] 降温后v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动,说明正反应放热;加压后v″正>v″逆,平衡向正反应方向移动,说明正反应气体体积减小,则D不可能是气体。
4.已知接触法制备硫酸中涉及可逆反应2SO2+O22SO3,工业上往往采用催化剂V2O5。下列关于催化剂V2O5的说法中,正确的是( )
A.使用催化剂可以降低反应所需的活化能,从而提高反应速率和SO2的转化率
B.使用催化剂可以促进平衡向正反应方向移动
C.使用催化剂可以缩短达到平衡所需的时间,但不影响SO2的转化率
D.使用催化剂会改变该反应的焓变
[答案] C
[解析] 催化剂可以降低反应所需的活化能,从而提高反应速率,但不影响SO2的转化率,A项错误;催化剂的使用不影响化学平衡,但能缩短反应达到平衡所需的时间,B项错误,C项正确;对于给定的反应而言,焓变与催化剂无关,D项错误。
5.对于合成氨的反应来说,使用催化剂和施加高压,下列叙述中正确的是( )
A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响
B.都对化学平衡状态有影响,都不影响达到平衡状态所用的时间
C.都能缩短达到平衡状态所用的时间,只有压强对化学平衡状态有影响
D.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而压强无此作用
[答案] C
[解析] 对化学反应N2(g)+3H2(g) eq \(,\s\up12(高温、高压),\s\d4(催化剂))2NH3(g),催化剂只能提高反应速率,使反应达到平衡状态所用的时间缩短,不能使化学平衡发生移动。高压能提高反应速率,使反应达到平衡状态所用的时间缩短,也能使化学平衡向生成NH3的方向移动。
6.目前工业上利用甲烷催化裂解生产不含一氧化碳和二氧化碳的清洁氢气。该过程多用铁、钴和镍等过渡金属纳米催化剂,其反应为CH4(g)C(s)+2H2(g)。已知温度升高,甲烷的平衡转化率增大。下列有关说法不正确的是( )
A.甲烷裂解属于吸热反应
B.在反应体系中加催化剂,反应速率增大
C.增大体系压强,不能提高甲烷的转化率
D.在1 500 ℃以上时,甲烷的转化率很高,但几乎得不到炭黑,是因为在高温下该反应为放热反应
[答案] D
[解析] 根据温度升高,甲烷的平衡转化率增大,知甲烷裂解属于吸热反应,A项正确、D项错误;在体系中加入合适的催化剂,能使反应速率增大,B项正确;甲烷发生分解反应,反应后气体分子数增大,故增大压强平衡向逆反应方向移动,C项正确。
7.有甲、乙、丙三支试管,分别加入下列物质后,观察这三支试管的颜色,其中颜色最浅的是( )
甲:10 mL 0.01 ml·L-1的FeCl3溶液和10 mL 0.01 ml·L-1的KSCN溶液
乙:5 mL 水、10 mL 0.01 ml·L-1的FeCl3溶液和5 mL 0.01 ml·L-1的KSCN溶液
丙:10 mL 0.1 ml·L-1的FeCl3溶液和10 mL 0.1 ml·L-1的KSCN溶液
A.甲试管 B.乙试管
C.丙试管 D.无法判断
[答案] B
[解析] 三支试管中存在平衡体系:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色),由于丙试管中Fe3+和SCN-的浓度最大,故其颜色最深;甲与乙相比,甲中SCN-的浓度大于乙,平衡正向移动,颜色加深,故乙中颜色最浅。
8.已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性,其还原产物Cr3+在水溶液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2Oeq \\al(2-,7)(橙色)+H2O2CrOeq \\al(2-,4)(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验,说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2Oeq \\al(2-,7)被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
[答案] D
[解析] 在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A不符合题意;②中溶液变成绿色,重铬酸钾被还原,B不符合题意;②是酸性条件,④是碱性条件,酸性条件下K2Cr2O7可氧化乙醇,而碱性条件下不能,说明酸性条件下K2Cr2O7氧化性强,C不符合题意;若向④溶液中加入70%硫酸至过量,溶液为酸性,可以氧化乙醇,溶液变绿色,D符合题意。
9.一定温度下,向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),并达到平衡。下列说法正确的是( )
A.保持容器容积不变,充入He,平衡向逆反应方向移动
B.将容器容积增大为原来的2倍,当体系再次达到平衡时,气体密度不变
C.增加CaCO3(s)的物质的量,平衡向正反应方向移动,CO2的浓度增大
D.将容器容积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍
[答案] B
[解析] 保持容器容积不变,充入He,由于参与反应的气体的浓度不变,则平衡不会移动,A项错误;将容器容积增大为原来的2倍,压强减小,平衡向正反应方向移动,达到平衡时温度不变,则K=c(CO2)不变,即c(CO2)不变,容器内气体的密度不变,B项正确;CaCO3(s)为固体,增加其物质的量,平衡不移动,CO2的浓度不变,C项错误;将容器容积缩小为原来的一半,压强增大,平衡向逆反应方向移动,但由于K不变,则平衡时二氧化碳的浓度不变,D项错误。
10.在某密闭容器中,反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)达到平衡时,B的浓度为0.6 ml·L-1,若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,达到新平衡时B的浓度降为0.3 ml·L-1。下列判断正确的是( )
A.a+b
C.D的体积分数减小
D.达到新平衡时,A、B 的浓度减小,C、D的浓度增大
[答案] C
[解析] 反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)达到平衡时,B的浓度为0.6 ml·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,若平衡不移动,B的浓度为0.2 ml·L-1,而达到新平衡时,B的浓度为0.3 ml·L-1,说明体积增大,压强减小,平衡逆向移动。A项,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,现平衡逆向移动,说明逆反应方向为气体体积增大的方向,则a+b>c+d,错误;D项,因容器的体积增大,则达到新平衡时,A、B、C、D的浓度都比原平衡时的小,错误。
11.已知化学反应2A(?)+B(g)2C(?)达到平衡,当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则下列情况可能的是( )
A.A是气体,C是固体
B.A、C均为气体
C.A、C均为固体
D.A是固体或液体,C是气体
[答案] D
[解析] 增大压强,平衡向逆反应方向移动,说明逆向为气体体积减小的反应,由于B为气体,所以C为气体,A为非气体。
12.已知反应mA(s)+nB(g)pC(g) ΔH<0,在一定温度下,反应达到平衡时,B的体积分数φ(B)与压强变化的关系如图所示,下列叙述一定正确的是( )
①m+n>p ②x点表示的正反应速率大于逆反应速率 ③x点表示的反应速率比y点的小
④n>p
A.①② B.②④ C.②③ D.①③
[答案] C
[解析] 从题图的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,A为固态,则有n
v逆,故②正确;x点对应的压强小于y点,压强越大,反应速率越大,故x点比y点的反应速率小,故③正确。
13.在一密闭容器中发生反应:2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g) ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使v正增大、c(D)增大的是( )
A.移走少量C
B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强
D.体积不变,充入惰性气体
[答案] C
[解析] A项,C为固体,改变其量,对反应速率无影响,错误;B项,扩大容积,v正减小,c(D)也减小,错误;C项,缩小容积,浓度增大,速率也增大,平衡正向移动,c(D)也增大,正确;D项,体积不变,充入惰性气体,反应物浓度不变,速率不变,平衡不移动,错误。
14.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是( )
①已达到平衡的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),当增加反应物的物质的量时,平衡一定向正反应方向移动 ②已达到平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达到平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①④ B.①②③ C.②③④ D.①②③④
[答案] D
[解析] ①中增加C(s)的物质的量,由于各物质浓度未变,平衡不移动,错误;②中对于有多种物质参加的可逆反应,增大某一反应物的浓度,平衡右移,其他物质的转化率增大,而此物质的转化率降低,错误;③中对于有气体参加的非等体积的可逆反应,缩小容器体积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,错误;④中在恒压容器中充入稀有气体,各物质的浓度减小,若是非等体积反应,则平衡会发生移动,错误。
15.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图所示:
下列说法正确的是( )
A.t1时升高了温度 B.t2时使用了催化剂
C.t3时增大了压强 D.t4时降低了温度
[答案] B
[解析] 升温,正、逆反应速率同时增大,但由于该反应是放热反应,v逆比v正增加的大,A错误;加压、正、逆反应速率同时增加,C错误;降温,正、逆反应速率瞬间减小,D错误。
16.甲醇(CH3OH)是重要的化工原料,发展前景广阔。
研究表明CO2加氢可以合成甲醇。反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)反应的化学平衡常数表达式K=____________________。
(2)有利于提高反应中CO2的平衡转化率的措施有____________(填序号)。
a.使用催化剂 b.加压 c.增大CO2和H2的初始投料比 eq \f(n(CO2),n(H2))
(3)研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速通过催化剂,得到甲醇的平衡产率与温度的关系如下图所示。该反应焓变ΔH__________0(填“>”、“=”或“<”),其依据是_____________________。
[答案] (1) eq \f(c(CH3OH)·c(H2O),c(CO2)·c3(H2))
(2)b (3)< 温度升高甲醇的平衡产率减小
[解析] (1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),平衡常数K= eq \f(c(CH3OH)·c(H2O),c(CO2)·c3(H2))。
(2)a.使用催化剂不改变化学平衡,反应物转化率不变,故a错误;
b.加压平衡正向进行,二氧化碳转化率增大,故b正确;
c.增大CO2和H2的初始投料比,氢气转化率增大,二氧化碳转化率减小,故c错误。
(3)图像分析可知升温甲醇的平衡产率降低,升高温度平衡向吸热反应方向进行,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,ΔH<0。
17.某工厂利用CO2和H2合成CH3OH,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·ml-1。
(1)上述反应达到平衡后,升高温度,平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(2)上述反应的化学平衡常数表达式为K=_________________。已知某温度下该反应的平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如表:
则此时正反应速率和逆反应速率的关系是______(填字母)。
A.v(正)>v(逆)B.v(正)
(3)为研究不同条件下反应中H2的物质的量随时间的变化关系,进行了两次不同的实验。两次实验起始时均分别向相同体积的恒容密闭容器中加入3 ml CO2和7 ml H2,实验中测得H2的物质的量(ml)随时间变化的值见表:
①若容器的体积为2 L,则实验1中,前5 min内CO2的反应速率为________________________。
②与实验1相比,若仅改变某一实验条件,则实验2改变的条件是__________________。
[答案] (1)逆向
(2) eq \f(c(CH3OH)·c(H2O),c(CO2)·c3(H2)) A
(3)①0.15 ml·L-1·min-1 ②使用了催化剂
[解析] (1)该反应为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动。
(2)根据数据求得:
eq \f(c(CH3OH)·c(H2O),c(CO2)·c3(H2))= eq \f(0.3×0.3,0.75×0.53)= eq \f(72,75)<1,则反应正向进行,v(正)>v(逆)。
(3)①根据所给数据进行三段式分析:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量/ml 3 7 0 0
转化量/ml 1.5 4.5 1.5 1.5
平衡量/ml 1.5 2.5 1.5 1.5
v(CO2)= eq \f(1.5 ml,2 L×5 min)=0.15 ml·L-1·min-1;
②从表格数据分析,实验2与实验1相比,平衡状态没有变化,变化的是到达平衡所需的时间,所以是使用催化剂。
CO2
H2
CH3OH
H2O
0.75 ml·L-1
0.5 ml·L-1
0.3 ml·L-1
0.3 ml·L-1
1 min
3 min
5 min
7 min
9 min
11 min
实验1
5.7
3.5
2.5
2.1
2.0
2.0
实验2
5.2
2.6
2.0
2.0
2.0
2.0
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